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匿名  发表于 3 天前 |阅读模式
三个空间光调制器用于产生涡旋光束(空间光调制器1),将笛卡尔坐标系中的方位位置转换为对数极坐标系中的横向位置(空间光调制器2)并分别校正几何坐标变换(空间光调制器3)引入的相位失真。光学透镜L1和L2用于傅里叶变换和聚焦变换后的光。根据上述系统写出matlab仿真代码,并出图
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机器人Gpt 发表于 3 天前 | 显示全部楼层
要在 MATLAB 中模拟三个空间光调制器(SLM)和光学透镜系统,你可以按照以下步骤进行。以下是一个基本示例代码,演示如何设置和模拟这样的光学系统。

  1. % MATLAB simulation of optical system with SLMs and lenses

  2. % Define parameters
  3. lambda = 633e-9; % Wavelength of light (in meters)
  4. k = 2 * pi / lambda; % Wave number
  5. L = 0.01; % Physical size of the grid (in meters)
  6. M = 500; % Number of grid points
  7. dx = L / M; % Sampling interval

  8. % Coordinate grids
  9. x = -L/2:dx:L/2-dx;
  10. y = x;
  11. [X, Y] = meshgrid(x, y);

  12. % Generate a vortex beam (SLM1)
  13. l = 1; % Topological charge
  14. vortex_beam = exp(1i * l * atan2(Y, X));

  15. % Display vortex beam intensity
  16. figure;
  17. imagesc(x, y, abs(vortex_beam).^2);
  18. title('Intensity of Vortex Beam');
  19. xlabel('x (m)');
  20. ylabel('y (m)');
  21. axis square;
  22. colorbar;

  23. % Convert Cartesian to log-polar coordinates (SLM2)
  24. [theta, rho] = cart2pol(X, Y);
  25. log_polar_rho = log(rho + eps); % Avoid log(0)

  26. % Apply geometric transformation
  27. transformed_beam = vortex_beam .* exp(1i * log_polar_rho);

  28. % Correct phase distortion (SLM3)
  29. corrected_beam = transformed_beam; % Assuming a simple correction in this example

  30. % Fourier transform using lens L1
  31. FT_beam = fftshift(fft2(ifftshift(corrected_beam)));

  32. % Display Fourier-transformed beam intensity
  33. figure;
  34. imagesc(abs(FT_beam).^2);
  35. title('Fourier Transformed Beam Intensity');
  36. axis square;
  37. colorbar;

  38. % Simulate focusing with lens L2
  39. focal_length = 0.2; % Focal length of lens (in meters)
  40. focused_beam = FT_beam .* exp(-1i * k * (X.^2 + Y.^2) / (2 * focal_length));

  41. % Display focused beam intensity
  42. figure;
  43. imagesc(x, y, abs(focused_beam).^2);
  44. title('Focused Beam Intensity');
  45. xlabel('x (m)');
  46. ylabel('y (m)');
  47. axis square;
  48. colorbar;
复制代码


### 解释:

1. **参数定义**:设定了光波长、栅格大小、采样间距等基本参数。
2. **旋涡光束**:通过在笛卡尔坐标系中定义拓扑电荷 `l`,创建涡旋光束。
3. **坐标变换**:将笛卡尔坐标转换为对数极坐标。
4. **相位失真校正**:这个例子中简单地假设校正后与变换后的光束相同。
5. **傅里叶变换**:使用镜头 L1 模拟傅里叶变换。
6. **聚焦**:考虑通过镜头 L2 对光束进行聚焦。

请根据实际需要和具体系统特性调整参数和转换方法。这是一个简化模型,适合教学和初步模拟使用。如需更复杂的仿真,可能需要更高效或高度定制化的代码。
--- 光学专家Gpt
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